Обеспечение технологической надежности сверхвысоковакуумного автоматизированного оборудования посредством использования нанотрибологических характеристик

• Автор: Гаценко, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил

Содержание
Введение.
1 Анализ требований современного автоматизированного оборудования электронной техники к парам сухого трения
1.1 Анализ противоречий между требованиями, предъявляемыми к надежности функционирования и паралетрической к надежности вакуумного привода

1.1.1 Анализ требований к механизмам сухого трения, работающим

в вакууме и контролируемых средах

1.1.2 Анализ механизмов, использующих пары сухого трения

1.1.3 Анализ противоречий между требованиями, предъявляемыми

к вакуумному приводу

1.2 Вопросы повышения производительности автоматизированного оборудования электронной техники.

1.2.1 Анализ влияния надежности на производительность

технологического оборудования электронной техники.
1.2.2 Регулирование надежности функционирования.
1.2.3 Регулирование параметрической надежности
1.3 Теоретические предпосылки регулирования долговечности и надежности приводов автоматизированного оборудования электронной техники
1.4 Анализ существующей теории трения.
Выводы к Главе 1
2 Теоретические аспекты сухого трения.
2.1 Физические основы теории сухого трения
2.2 Анализ трения в различных диапазонах покрытия.
2.2.1 Вязкостная составляющая силы трения.
2.2.2 Капиллярная составляющая силы трения
2.2.3 Адгезионновязкостное трение.
2.2.4 Адгезионное трение.
2.2.5 Когезионное трение.
Выводы к Главе 2
3 Экспериментальное исследование сухого трения.
3.1 Методика исследования.
3.2 Экспериментальное оборудование
3.3 Экспериментальные исследования коэффициента трения покоя как функции давления.
3.3.1 Исследования коэффициента трения покоя в атмосфере
воздуха
3.3.2 Исследования коэффициента трения покоя в атмосфере азота
3.3.3 Исследования коэффициента трения покоя в атмосфере
кислорода
3.3.4 Исследования коэффициента трения покоя в атмосфере паров
3.3.5 Зависимость коэффициента трения покоя от числа циклов
скольжения.
3.3.6 Зависимость коэффициента трения покоя от температуры
Выводы к Главе 3.
4 Практическое использование результатов работы.
4.1 Методика расчета коэффициента сухого трения при различных степенях вакуума.
4.2 Методика расчета потока внезапных отказов механизмов автоматизированного оборудования.
4.3 Фрикционный вакуумметр.
Выводы к Главе 4.
Общие выводы.М
Литература


Коммутирующий вакуумная арматура, клапаны, затворы, оснащённые ручным или автоматическим приводом перемещения запорных элементов используется во все видах вакуумного оборудования. Любой вакуумный клапан или затвор представляет собой вакуумный механизм, имеющий привод перемещения тарели клапана, снабженный герметизатором (сильфоном, манжетой) и силовое устройство, обеспечивающее герметичный поджим уплотнителя тарели к седлу клапана или затвора. Вакуумный привод также широко используется в космическом машиностроении в приводах солнечных батарей, телескопов, остронаправленных антенн, самоходных аппаратов для исследования поверхностей других планет, стыковочных узлах космических кораблей и станций и др. В атомной и ядерной технике в виде приводов затворов вакуумных камер установок термоядерного синтеза, приводов исполнительных механизмов ускорителей заряженных частиц и т. Другими требованиями, предъявляемыми к точным вакуумным механизмам, являются компактность, точность, быстродействие, стойкость к агрессивным средам герметичность. Рассмотрим эти требования па конкретных примерах для некоторых групп такою оборудования. Установки вакуумного напыления (УВН) являются, пожалуй, самой большой группой вакуумного технологического оборудования, в которой привод движения используется для перемещения подложек и подложкодержателей, каруселей, магазинов, испарителей, заслонок и крышек шлюзовых камер. Развитие микроэлектроники и разработка новых электронных приборов поставили ряд задач перед конструкторами по созданию сверхвысоковакуумных УВН и повешению производительности операции нанесения тонких пленок. Поиск рациональных компоновочных решений рабочих камер УВН и привода развивался сложным путем, так как осуществлялся в условиях противоречий, обусловленных требованиями производительности (сокращение времени откачки, времени обезгаживания и др. Стремление конструктора добиться резкого увеличения производительности оборудования за счет увеличения вместимости внутрикамерных устройств, за счет увеличения позиционности оборудования не оправдало себя из-за отсутствия информации о работоспособности малонадежных элементов привода: подшипников, зубчатых колес, винтовых пар, манжет, сильфонов. Опыт показал, что использование кинематически сложных внутрикамер-ных устройств приводит к снижению надежности и уменьшению производительности установки. На рисунке 1. УВН. Рабочая камера откачивается до рабо-чего вакуума с помощью вакуумной системы через затвор 8. Внутри камеры расположен барабан 2 с обрабатываемыми изделиями (подложками) на которые с помощью испарителя 7 напыляется требуемый материал. Поток требуемого материала может прерываться подвижной заслонкой 5. Во время нанесения пленки барабан 2 вращается, что позволяет наносить испаряющийся материал на все подложки. Для вращения барабана 2 и поворота заслонки 5 используется вводы вращения. Для питания испарителя используется токоввод 6. Крышка камеры 3 вместе с барабаном может отодвигаться влево для загрузки и выгрузки подложек (изделий). Все перечисленные выше элементы вакуумной камеры выделяют газы, растворенные в материалах конструкции или сорбированные па поверхности. Кроме того, все разъемные соединения представляют потенциальные источники натекания, особенно те стенки, которые периодически разгерметизируются. Повышение цикловой производительности достигается за счет увеличения числа позиций и использования большого числа механизмов, работающих в вакууме, сложных внутрикамерных устройств, что, однако, снижает надежность, а, соответственно, и техническую производительность. Для повышения надежности конструкторы идут на уменьшение числа вакуумных механизмов, путем замены цельнометаллических прогреваемых герметичных вводов движения на механизмы, имеющие сальниковую герметизацию. Эти меры приводят к усложнению конструкцию, необходимости охлаждения мест уплотнения при прогреве и снижают как вакуумные характеристики и параметрическую надежность установки в целом, так и надежность функционирования. Рис.